(57)【要約】基体の内表面について貴金属の使用量を低減しつつも、ヒータへの通電により、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができるガスセンサを提供する。ガスセンサ３０の内側電極２１は、接ガス内側領域１ｋｇ内にのみ形成された内側検知部２１ｇであって、接ガス内側領域１ｋｇのうち少なくとも基体１の径方向について発熱部３３ｃの発熱抵抗パターンと対向する発熱対向領域１ｋｔ全体に形成された内側検知部２１ｇと、後端側領域１ｋｃ内に形成された端子接続部２１ｔであって、後端側領域１ｋｃのうち基体１の周方向について少なくとも一部の範囲に形成された端子接続部２１ｔと、内側検知部２１ｇと端子接続部２１ｔとを連結するリード部２１ｓであって、基体１の内表面１ｋにおいて基体１の周方向について一部の範囲にのみ形成されたリード部２１ｓとからなる。
2011148598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質からなり、軸線方向に延びる形態をなし、先端側が閉塞されると共に後端側が開放された有底筒状の基体、
上記基体の外表面に形成された貴金属からなる外側電極、及び
上記基体の内表面に形成された貴金属からなる内側電極、を有する
ガスセンサ素子であって、被測定ガス中の特定ガス成分を検出するガスセンサ素子と、
上記基体の筒内に配置された発熱部を有するヒータと、を備える
ガスセンサであって、
上記基体の上記外表面は、上記基体の先端側に位置し、上記被測定ガスと接触する接ガス領域を有し、
上記基体の上記内表面は、
上記接ガス領域に対し、上記基体の厚み方向内側に位置する接ガス内側領域と、
上記軸線方向について上記接ガス内側領域と離間し、上記基体の後端側に位置する後端側領域と、を有し、
上記発熱部の発熱抵抗パターンは、上記軸線方向について上記接ガス内側領域が存在する範囲と同一の軸線方向範囲内にのみ位置し、
上記内側電極は、
上記接ガス内側領域内にのみ形成された内側検知部であって、上記接ガス内側領域のうち、少なくとも、上記基体の径方向について上記発熱部抵抗パターンと対向する発熱対向領域全体に形成された内側検知部と、
上記後端側領域内に形成された端子接続部であって、上記後端側領域のうち、上記基体の周方向について少なくとも一部の範囲に形成された端子接続部と、
上記内側検知部と上記端子接続部とを連結するリード部であって、上記内表面において、上記基体の周方向について一部の範囲にのみ形成されたリード部と、からなり、
上記外側電極は、
上記接ガス領域内にのみ形成された外側検知部であって、上記接ガス領域のうち、少なくとも、上記基体の厚み方向内側に上記内側検知部が存在する領域に一部が形成された外側検知部を有する
ガスセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサであって、
前記内側検知部は、前記発熱対向領域にのみ形成されてなる
ガスセンサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガスセンサであって、
前記内側検知部は、前記接ガス内側領域のうち、前記基体の周方向について一部の範囲にのみ形成されてなる
ガスセンサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記リード部は、前記軸線方向に線状に延びる形態である
ガスセンサ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記ヒータは、前記内側検知部に接触してなる
ガスセンサ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記内側検知部の後端は、前記外側検知部の後端よりも後端側まで形成されてなる
ガスセンサ。
【請求項７】
請求項６に記載のガスセンサであって、
前記ガスセンサ素子の先端と前記内側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ１、前記ガスセンサ素子の先端と前記外側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ２としたとき、１．１≦Ｔ１／Ｔ２である
ガスセンサ。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記外側検知部の厚みは、前記内側検知部の厚みより厚い
ガスセンサ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記基体の最も薄い厚みをｄとしたとき、前記発熱対向領域は、厚みがｄ〜２ｄとなる前記基体の内表面に形成されてなることが好ましい。
ガスセンサ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記発熱対向領域は、ガスセンサ素子の最高発熱温度の７０％以上の温度となる前記基体の内表面に形成されてなる
ガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスセンサとしては、例えば、自動車の排気管に取り付けられて、排気ガス中の酸素濃度を検出するガスセンサが知られている。このガスセンサは、例えば、固体電解質からなり、軸線方向に延びる形態をなし、先端側が閉塞されると共に後端側が開放された有底筒状の基体と、基体の外表面に形成された貴金属（例えば白金）からなる外側電極と、基体の内表面に形成された貴金属（例えば白金）からなる内側電極とを有するガスセンサ素子を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４８１２３号公報
【０００４】
ところで、特許文献１には、基体の内表面に貴金属（白金）からなる電極を形成する方法として、次のような方法が開示されている。まず、核付け工程において、基体の内表面に核を付着させる。具体的には、例えば、基体の内部に塩化白金酸水溶液（白金濃度；０．５ｇ／Ｌ）を注入し、加熱した後、この塩化白金酸水溶液を排出し、基体の内表面全体に塩化白金酸の水溶液の塗布膜を形成する。そして、基体の内部空間にヒドラジンの水溶液（濃度；５質量％）を注入し、７５℃に加熱して３０分間放置して、基体の内表面全体に白金の核を析出させる。次いで、メッキ工程において、基体の内部に白金錯塩水溶液（白金濃度；１５ｇ／Ｌ）と、ヒドラジンの水溶液（濃度；８５質量％）とを混合して調整したメッキ液を注入し、これを加熱して放置することによりメッキ液中の白金を析出させる。このように、特許文献１のガスセンサでは、基体の内表面全体に、貴金属（白金）からなる電極を形成していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、白金などの貴金属は、高価で希少になっているため、できる限り、貴金属の使用量を低減することが求められていた。
また、ガスセンサでは、固体電解質からなる基体が所定の活性化温度に達するまでは、安定したセンサ出力を得ることができない。このため、特許文献１のガスセンサでは、固体電解質からなる基体の温度を早期に活性化温度にまで上昇させる目的で、基体の筒内に配置したヒータ（発熱部）により、基体を加熱するようにしていた。このように、ガスセンサでは、ヒータへの通電により、速やかに、安定したセンサ出力が得られることも要求されていた。【０００６】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、基体の内表面について貴金属の使用量を低減しつつも、ヒータへの通電により、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができるガスセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、固体電解質からなり、軸線方向に延びる形態をなし、先端側が閉塞されると共に後端側が開放された有底筒状の基体、上記基体の外表面に形成された貴金属からなる外側電極、及び、上記基体の内表面に形成された貴金属からなる内側電極、を有するガスセンサ素子であって、被測定ガス中の特定ガス成分を検出するガスセンサ素子と、上記基体の筒内に配置された発熱部を有するヒータと、を備えるガスセンサであって、上記基体の上記外表面は、上記基体の先端側に位置し、上記被測定ガスと接触する接ガス領域を有し、上記基体の上記内表面は、上記接ガス領域に対し、上記基体の厚み方向内側に位置する接ガス内側領域と、上記軸線方向について上記接ガス内側領域と離間し、上記基体の後端側に位置する後端側領域と、を有し、上記発熱部の発熱抵抗パターンは、上記軸線方向について上記接ガス内側領域が存在する範囲と同一の軸線方向範囲内にのみ位置し、上記内側電極は、上記接ガス内側領域内にのみ形成された内側検知部であって、上記接ガス内側領域のうち、少なくとも、上記基体の径方向について上記発熱抵抗パターンと対向する発熱対向領域全体に形成された内側検知部と、上記後端側領域内に形成された端子接続部であって、上記後端側領域のうち、上記基体の周方向について少なくとも一部の範囲に形成された端子接続部と、上記内側検知部と上記端子接続部とを連結するリード部であって、上記内表面において、上記基体の周方向について一部の範囲にのみ形成されたリード部と、からなり、上記外側電極は、上記接ガス領域内にのみ形成された外側検知部であって、上記接ガス領域のうち、少なくとも、上記基体の厚み方向内側に上記内側検知部が存在する領域に一部が形成された外側検知部を有するガスセンサである。【０００８】
さらに、上記のガスセンサであって、前記内側検知部は、前記発熱対向領域にのみ形成されてなるガスセンサとすると良い。【０００９】
さらに、上記いずれかのガスセンサであって、前記内側検知部は、前記接ガス内側領域のうち、前記基体の周方向について一部の範囲にのみ形成されてなるガスセンサとすると良い。【００１０】
さらに、上記いずれかのガスセンサであって、前記リード部は、前記軸線方向に線状に延びる形態であるガスセンサとすると良い。【００１１】
さらに、上記いずれかのガスセンサであって、前記ヒータは、前記内側検知部に接触してなるガスセンサとすると良い。【００１２】
さらに、上記いずれかのガスセンサであって、前記内側検知部の後端は、前記外側検知部の後端よりも後端側まで形成されてなるガスセンサとすると良い。【００１３】
さらに、内側検知部の後端を外側検知部の後端よりも後端側まで形成されてなる構成とするにあたり、前記ガスセンサ素子の先端と前記内側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ１、前記ガスセンサ素子の先端と前記外側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ２としたとき、１．１≦Ｔ１／Ｔ２であることが好ましい。【００１４】
さらに、上記いずれかのガスセンサであって、前記外側検知部の厚みは、前記内側検知部の厚みより厚いことが好ましい。【００１５】
さらに、上記いずれかのガスセンサであって、前記基体の最も薄い厚みをｄとしたとき、前記発熱対向領域は、厚みがｄ〜２ｄとなる前記基体の内表面に形成されてなることが好ましい。【００１６】
さらに、上記いずれかのガスセンサであって、前記発熱対向領域が、ガスセンサ素子の最高発熱温度の７０％以上の温度となる前記基体の内表面に形成されてなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１のガスセンサでは、発熱部の発熱抵抗パターンが、基体の軸線方向について、接ガス内側領域が存在する範囲と同一の軸線方向範囲内に位置している。換言すれば、基体の軸線方向について、発熱部の発熱抵抗パターンの後端（最も後端側に位置する端部）が、接ガス内側領域の後端よりも先端側（基体の先端側）に位置し、発熱部の発熱抵抗パターンの先端（最も先端側に位置する端部）が、接ガス内側領域の先端よりも後端側（基体の後端側）に位置している。すなわち、ヒータの発熱部全体が、基体の径方向（筒の直径に沿う方向）について、接ガス内側領域と対向する位置に配置されている。ここで、発熱部の発熱抵抗パターンは、例えば、線状の発熱抵抗体を所定のパターン（ジグザグ状や渦巻き状）に形成した部位であり、通電により発熱する部位である。【００１８】
さらに、上述のガスセンサでは、内側電極が、接ガス内側領域内にのみ形成された内側検知部と、後端側領域内に形成された端子接続部と、内側検知部と端子接続部とを連結するリード部とからなっている。このうち、リード部は、基体の内表面において、基体の周方向について一部の範囲にのみ形成されている。このように、リード部を、内表面において、基体の周方向について全体の範囲（全周）にわたって形成（筒状に形成）するのではなく、基体の周方向について一部の範囲にのみ形成（例えば、線状に形成）することで、基体の内表面について貴金属の使用量を低減することができる。【００１９】
しかも、内側検知部は、接ガス内側領域のうち、少なくとも、基体の径方向について発熱部と対向する発熱対向領域全体に形成されている。また、外側検知部は、接ガス領域のうち、少なくとも、基体の厚み方向内側に内側検知部が存在する領域に一部が形成されている。このように、内側検知部を少なくとも発熱対向領域全体に形成することで、ヒータへの通電により、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。【００２０】
具体的には、上述のガスセンサでは、固体電解質からなる基体（例えば、ジルコニアを主成分とする固体電解質体）が所定の活性化温度に達するまでは、安定したセンサ出力を得ることができない。従って、固体電解質からなる基体の温度を早期に活性化温度にまで上昇させるために、ヒータ（発熱部）により基体を加熱するようにしている。特に、基体のうち径方向について発熱部と対向する部位（内表面として発熱対向領域を有する部位に相当する）は、基体の中でも最も加熱されやすい部位であるため、ヒータへの通電により、基体の中で最も早く活性化する部位といえる。このため、内側検知部を少なくとも発熱対向領域全体に形成し、且つ外側検知部の一部を内側検知部が存在する領域に形成することで、ヒータへの通電により、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。【００２１】
請求項２のガスセンサでは、貴金属からなる内側検知部が、発熱対向領域にのみ形成されている。このため、発熱対向領域及びそれ以外の領域（例えば、接ガス内側領域全体）に内側検知部を形成したものに比べて、より一層、貴金属の使用量が低減されたガスセンサとなる。しかも、内側検知部を発熱対向領域にのみ形成することで、ヒータへの通電により、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。【００２２】
請求項３のガスセンサでは、貴金属からなる内側検知部が、接ガス内側領域のうち、基体の周方向について一部の範囲にのみ形成されている。このため、接ガス内側領域内において、内側検知部を、基体の周方向について全周にわたって形成したものに比べて、より一層、貴金属の使用量が低減されたガスセンサとなる。【００２３】
なお、上述のガスセンサでは、ヒータを、内側検知部に接触させた形態とするのが好ましい。接ガス内側領域のうち、基体の周方向について一部の範囲にのみ形成した内側検知部に、選択的にヒータを接触させることで、基体のうち内側検知部が形成されている部位が、より一層加熱されやすくなり、より早期に活性化する。このため、ヒータへの通電により、より速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。【００２４】
請求項４のガスセンサでは、リード部を、軸線方向に線状に延びる形態としている。これにより、リード部における貴金属の使用量が極めて少なくなるので、貴金属の使用量がより一層低減されたガスセンサとなる。【００２５】
請求項５のガスセンサでは、内側検知部にヒータを接触させることで、基体のうち内側検知部が形成されている部位が、より一層加熱されやすくなり、より早期に活性化する。このため、前述のガスセンサでは、ヒータへの通電により、より速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。
特に、接ガス内側領域のうち、基体の周方向について一部の範囲にのみ内側検知部を形成したガスセンサにおいて、ヒータを内側検知部に接触させることは有効である。基体の周方向について一部の範囲にのみ形成した内側検知部に対し、選択的にヒータを接触させることで、基体のうち内側検知部が形成されている部位が、より一層加熱されやすくなり、より早期に活性化するからである。これにより、ヒータへの通電によって、より速やかに、より安定したセンサ出力を得ることができる。【００２６】
内側検知部は、外側検知部よりもヒータに近い位置に形成されているだけでなく、発熱対向領域全体に形成されていたり、内側検知部にヒータが接触したりすることで、より一層加熱されやすくなり、外側検知部よりも早期に劣化することがある。そこで、請求項６のガスセンサでは、内側検知部を外側検知部よりも後端側まで形成することで、内側検知部の面積を増加させ、内側検知部の外側検知部よりも早期に劣化することを抑制することができる。【００２７】
請求項７のガスセンサでは、内側検知部の後端を外側検知部の後端よりも後端側まで形成されてなる構成とするにあたり、前記ガスセンサ素子の先端と前記内側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ１、前記ガスセンサ素子の先端と前記外側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ２としたとき、１．１≦Ｔ１／Ｔ２であることにより、内側検知部の面積をより増加させ、内側検知部の外側検知部よりも早期に劣化することをより抑制することができる。なお、長さＴ１と長さＴ２とが、１．１＞Ｔ１／Ｔ２＞１．０であれば、上記効果を得られないことがある。また、長さＴ１と長さＴ２との関係が３≦Ｔ１／Ｔ２であれば、内側検知部２１ｇの面積が大きくなりすぎて、貴金属の使用量がより増加してしまうため、Ｔ１／Ｔ２＜３とすることが好ましい。【００２８】
請求項８のガスセンサでは、外側検知部の厚みが内側検知部の厚みよりも厚い。外側検知部は被測定ガスに直接晒されるため、被毒物質等による劣化が内側検知部よりも生じやすい。そこで、外側検知部の厚みを内側検知部の厚みよりも厚くすることで、外側検知部が内側検知部よりも早期に劣化することを抑制することができる。【００２９】
請求項９のガスセンサでは、基体の厚みがｄ〜２ｄとなる領域では、固体電解質体の体積が小さくなるため、固体電解質からなる基体の温度を早期に活性化温度にまで上昇させることができる。このため、この領域に発熱対向領域を形成することで、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。【００３０】
請求項１０のガスセンサでは、ガスセンサ素子の最高発熱温度の７０％以上の温度となる領域では、固体電解質からなる基体の温度を早期に活性化温度にまで上昇させることができる。このため、この領域に発熱対向領域を形成することで、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１〜４にかかるガスセンサの縦断面図である。
【図２】実施例１〜４にかかる基体の上面図である。
【図３】同基体の縦断面図であり、図２のＢ−Ｂ矢視断面図に相当する。
【図４】同基体とヒータ（発熱部）との位置関係を示す図である。
【図５】実施例１にかかるガスセンサ素子の上面図である。
【図６】同ガスセンサ素子の縦断面図であり、図５のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する。
【図７】同ガスセンサ素子の縦断面図であり、図５のＪ−Ｊ矢視断面図に相当する。
【図８】ヒータによりガスセンサ素子を加熱したときのガスセンサ素子のサーモグラフィ画像である。
【図９】実施例１〜４にかかる核付け工程の説明図である。
【図１０】実施例１にかかるマスク治具の正面図である。
【図１１】同マスク治具の断面図であり、図１０のＥ−Ｅ矢視断面図に相当する。
【図１２】同マスク治具（マスク外面の曲率半径が縮小する方向に弾性変形させた状態）の正面図である。
【図１３】同マスク治具（マスク外面の曲率半径が縮小する方向に弾性変形させた状態）の断面図であり、図１２のＦ−Ｆ矢視断面図に相当する。
【図１４】実施例１にかかるマスク治具装着工程の説明図である。
【図１５】同マスク治具装着工程の説明図である。
【図１６】同マスク治具装着工程の説明図である。
【図１７】実施例１にかかるメッキ工程の説明図である。
【図１８】同メッキ工程の説明図である。
【図１９】同メッキ工程の説明図である。
【図２０】実施例２にかかるガスセンサ素子の上面図である。
【図２１】同ガスセンサ素子の縦断面図であり、図２０のＮ−Ｎ矢視断面図に相当する。
【図２２】同ガスセンサ素子の縦断面図であり、図２０のＫ−Ｋ矢視断面図に相当する。
【図２３】実施例２にかかるメッキレジスト膜形成工程及びマスク治具装着工程の説明図である。
【図２４】同メッキレジスト膜形成工程及びマスク治具装着工程の説明図である。
【図２５】同メッキレジスト膜形成工程及びマスク治具装着工程の説明図である。
【図２６】実施例２にかかるメッキ工程の説明図である。
【図２７】同メッキ工程の説明図である。
【図２８】実施例３にかかるガスセンサ素子の上面図である。
【図２９】同ガスセンサ素子の縦断面図であり、図２８のＵ−Ｕ矢視断面図に相当する。
【図３０】同ガスセンサ素子の縦断面図であり、図２８のＷ−Ｗ矢視断面図に相当する。
【図３１】実施例４にかかるガスセンサ素子の上面図である。
【図３２】同ガスセンサ素子の縦断面図であり、図３１のＸ−Ｘ矢視断面図に相当する。
【図３３】同ガスセンサ素子の縦断面図であり、図３１のＹ−Ｙ矢視断面図に相当する。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施例１）
次に、本発明の実施例１について、図面を参照しつつ説明する。
本実施例１のガスセンサ３０は、図１に示すように、基体１を有するガスセンサ素子２０と、このガスセンサ素子２０を包囲する筒状の主体金具３１とを備える。さらに、ガスセンサ３０は、外側端子部材５０と内側端子部材３２とヒータ３３とを備える。
【００３３】
ヒータ３３は、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向、図１において上下方向）に延びる円柱形状をなし、その先端側に発熱部３３ｃを有している。発熱部３３ｃは、線状の発熱抵抗体を所定のパターン（ジグザグ状）に形成した部位であり、通電により発熱する。この発熱部３３ｃは、ヒータ３３の周方向の全周にわたって、外周面に沿って設けられている。このヒータ３３（発熱部３３ｃ）は、ガスセンサ素子２０の内部（基体１の筒内）に配置されると共に、内側端子部材３２によって姿勢が保持されている。詳細には、ヒータ３３は、内側端子部材３２によって、その先端部３３ｂが、ガスセンサ素子２０の内側電極２１（内側検知部２１ｇ）に接触した状態に保持されている。
【００３４】
主体金具３１は、その中空筒内部に、金属製パッキン３４，３５，３６、インシュレータ３７，３８、及びタルク粉末３９を介在させて、ガスセンサ素子２０（基体１）の鍔部２を係合保持している。これにより、ガスセンサ素子２０は、その先端部２０ｂを主体金具３１の先端側開口部３１ｂから突出させた状態で、主体金具３１によって保持されている。
【００３５】
さらに、主体金具３１には、主体金具３１の先端側開口部３１ｂから突出するガスセンサ素子２０の先端部２０ｂを覆うように、プロテクタ４０が取り付けられている。このプロテクタ４０は、外側プロテクタ４０ａと内側プロテクタ４０ｂとを有する二重構造をなしている。外側プロテクタ４０ａ及び内側プロテクタ４０ｂには、排気ガスを通過させる複数の通気口が形成されている。このため、基体１の外表面１ｈに形成されている外側電極２３の外側検知部２３ｇに、プロテクタ４０の通気口から導入された排気ガスを接触させることができる。なお、本実施例１のガスセンサ３０では、パッキン３４，３５による封止によって、プロテクタ４０の通気口からガスセンサ３０内に導入された排気ガスが、ガスセンサ素子２０の鍔部２よりも後端側（図１において上側）には取り込まれないようにしている。
【００３６】
ここで、本実施例１のガスセンサ素子２０について詳細に説明する。ガスセンサ素子２０は、有底筒状の基体１と、基体１の外表面１ｈに形成された貴金属（具体的には白金）からなる外側電極２３と、基体１の内表面１ｋに形成された貴金属（具体的には白金）からなる内側電極２１（貴金属メッキ層）を有する（図５〜図７参照）。このガスセンサ素子２０は、被測定ガス（排気ガス）中の特定ガス成分（酸素成分）を検出する。
【００３７】
なお、図５は、ガスセンサ素子２０の上面図（ガスセンサ素子２０を基体１の後端１ｅ側から軸線ＡＸ方向に見た図）である。また、図６は、図５のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する。また、図７は、図５のＪ−Ｊ矢視断面図に相当する。
【００３８】
基体１は、ジルコニアを主成分とする固体電解質からなり、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向、図３において上下方向）に延びる形態で、先端１ｓ側（図３において下側）が閉塞されると共に、後端１ｅ側（図３において上側）が開放された有底筒状をなしている（図２及び図３参照）。基体１の軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向、図３において上下方向）の略中間部には、径方向外側に突出する環状の鍔部２が形成されている。
【００３９】
なお、図２は、基体１の上面図（基体１をその後端１ｅ側から軸線ＡＸ方向に見た図）である。また、図３は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図に相当する。
このような基体１は、例えば、公知のプレス成形法を用いて、ジルコニアを主成分とする固体電解質を有底筒状の成形体とした後、これを１５００℃で２時間程度焼成して得ることができる。
【００４０】
基体１の外表面１ｈは、基体１の先端１ｓ側に位置し、被測定ガスと接触する接ガス領域１ｈｇを有している（図３参照）。この接ガス領域１ｈｇは、基体１の外表面１ｈのうち、鍔部２の先端部２ｓより先端１ｓ側（図３において下側）に位置する全ての領域である。
【００４１】
また、基体１の内表面１ｋは、外表面１ｈの接ガス領域１ｈｇに対し、基体１の厚み方向内側に位置する接ガス内側領域１ｋｇを有している。この接ガス内側領域１ｋｇは、図３に示すように、内表面１ｋのうち、軸線方向範囲Ｐ内に位置する全ての領域に相当する。さらに、内表面１ｋは、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向、図３において上下方向）について接ガス内側領域１ｋｇと離間し、基体１の後端１ｅ側に位置する後端側領域１ｋｃを有している。この後端側領域１ｋｃは、図３に示すように、内表面１ｋのうち、軸線方向範囲Ｔ内に位置する全ての領域に相当する。
【００４２】
なお、本実施例１のガスセンサ３０では、図４に示すように、ヒータ３３の発熱部３３ｃの発熱パターンを、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向）について接ガス内側領域１ｋｇが存在する範囲と同一の軸線方向範囲内（すなわち、軸線方向範囲Ｐ内）にのみ配置している。ここで、接ガス内側領域１ｋｇのうち、基体１の径方向（軸線ＡＸに直交する方向）について発熱部３３ｃの発熱パターンと対向する領域（接ガス内側領域１ｋｇのうち、軸線方向範囲Ｑ内に位置する全領域に相当する）を、発熱対向領域１ｋｔとする。なお、図４は、実施例１〜４のガスセンサにおける基体１とヒータ３３（発熱部３３ｃ）との位置関係を示す図である。
【００４３】
内側電極２１は、図６及び図７に示すように、接ガス内側領域１ｋｇ内に形成された内側検知部２１ｇと、後端側領域１ｋｃ内に形成された内側接続部２１ｔと、内側検知部２１ｇと内側接続部２１ｔとを連結する内側リード部２１ｓとからなる。
【００４４】
内側検知部２１ｇは、接ガス内側領域１ｋｇのうち、少なくとも発熱対向領域１ｋｔ全体に形成されている。詳細には、内側検知部２１ｇは、発熱対向領域１ｋｔを含む接ガス内側領域１ｋｇの全体（つまり、基体１の先端から鍔部２の先端部２ｓまでの内表面１ｋの領域全体）に形成されている。
また、内側接続部２１ｔは、後端側領域１ｋｃのうち、基体１の周方向（図２において内表面１ｋに沿った円周方向）について少なくとも一部の範囲に形成されている。詳細には、内側接続部２１ｔは、後端側領域１ｋｃにおいて、基体１の周方向の全体（全周）に形成されている。
【００４５】
また、内側リード部２１ｓは、内表面１ｋにおいて、基体１の周方向について一部の範囲にのみ形成されている。詳細には、内側リード部２１ｓは、内表面１ｋのうち、周方向範囲Ｄ（中心角８０°の円弧の範囲、図５参照）にのみ形成されており、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向）に線状に延びる形態をなしている（図５〜図７参照）。
【００４６】
このように、内側リード部２１ｓを、内表面１ｋにおいて、基体１の周方向について全体の範囲（全周）にわたって形成するのではなく、基体１の周方向について一部の範囲にのみ形成することで、基体１の内表面１ｋについて貴金属（本実施例１では、白金）の使用量を低減することができる。特に、本実施例１のガスセンサ３０では、リード部２１ｓを、軸線方向に線状に延びる形態としているので、内側リード部２１ｓにおける貴金属の使用量が極めて少なくなり、貴金属の使用量がより一層低減されたガスセンサとなる。
【００４７】
また、外側電極２３は、接ガス領域１ｈｇ内に形成された外側検知部２３ｇを有している（図６及び図７参照）。この外側検知部２３ｇは、接ガス領域１ｈｇのうち、少なくとも、基体１の厚み方向内側に内側検知部２１ｇが存在する領域に一部が形成されている。具体的には、本実施例１のガスセンサ３０では、外側検知部２３ｇは、接ガス領域１ｈｇの軸線方向の略半分の全体（つまり、基体１の先端から、発熱対向領域１ｋｔに対向する外表面よりも後端１ｅ側で且つ鍔部２の先端部２ｓより先端１ｓ側までの端部の外表面１ｈの領域全体）に形成されている（図６参照）。また、外側電極２３は、外側検知部２３ｇに接続し、軸線方向に線状に延びる外側リード部２３ｓ、及び外側リード部２３ｓに接続する外側接続部２３ｔがそれぞれ基体１の外表面に設けられている。
【００４８】
ところで、本実施例１のガスセンサ３０では、前述のように、内側検知部２１ｇを、接ガス内側領域１ｋｇのうち、少なくとも発熱対向領域１ｋｔ全体に形成している。このため、後述するように、ヒータ３３（発熱部３３ｃ）への通電により、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。
【００４９】
具体的には、本実施例１のガスセンサ３０では、固体電解質からなる基体１（詳細には、ジルコニアを主成分とする固体電解質体）が所定の活性化温度に達するまでは、安定したセンサ出力を得ることができない。このため、本実施例１のガスセンサ３０では、固体電解質からなる基体１の温度を早期に活性化温度にまで上昇させるために、ヒータ３３（発熱部３３ｃ）により基体１を加熱するようにしている。
【００５０】
ここで、本実施例１のガスセンサ３０において、ヒータ３３（発熱部３３ｃ）への通電によりガスセンサ素子２０（基体１）を加熱したとき（通電開始から所定時間経過した後）のガスセンサ素子（基体１）のサーモグラフィ画像を、図８に示す。図８のサーモグラフィ画像では、温度の高い部分が明るく（白く）、逆に温度の低い部分が暗く（黒く）表示されている。なお、図８は、ガスセンサ素子２０（基体１）を、ヒータ３３の先端部３３ｂが接触している側（図１及び図４において右側）から、軸線ＡＸに直交する方向（径方向）に撮影した画像である。
【００５１】
また、図８では、ガスセンサ素子２０（基体１）とヒータ３３（発熱部３３ｃ）との位置関係を示すために、参考として、ヒータ３３（発熱部３３ｃ）を記載している。また、軸線方向（図８において上下方向）について発熱部３３ｃが位置する範囲が、軸線方向範囲Ｑである。また、図８では、下側が、基体１の先端１ｓ側となっている。
【００５２】
図８のサーモグラフィ画像では、基体１のうち径方向について発熱部３３ｃと対向する部位（軸線方向範囲Ｑ内に位置する部位、内表面１ｋとして発熱対向領域１ｋｔを有する部位に相当する）が、最も明るく（白く）表示されている。なお、この部位では、ガスセンサ素子３０の最高発熱温度の７０％以上の温度となっている。従って、基体１のうち径方向について発熱部３３ｃと対向する部位が、基体１の中でも最も加熱されやすい部位であることがわかる。このため、基体１のうち径方向について発熱部３３ｃと対向する部位が、ヒータ３３への通電により、基体１の中で最も早く活性化する部位といえる。従って、本実施例１のガスセンサ３０では、内側検知部２１ｇを少なくとも発熱対向領域１ｋｔ全体に形成し、且つ外側検知部２３ｇの一部を内側検知部２１ｇが存在する領域に形成しているため、ヒータ３３への通電により、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。
【００５３】
さらに、本実施例１のガスセンサ３０では、内側検知部２１ｇの後端２１ｈが、外側検知部２３ｇの後端２３ｈよりも後端側まで形成されてなる。内側検知部２１ｇは、外側検知部２３ｇよりもヒータ３３に近い位置に形成されているだけでなく、発熱対向領域Ｑ全体に形成されていたり、内側検知部２１ｇにヒータ３３が接触したりすることで、より一層加熱されやすくなり、外側検知部２３ｇよりも早期に劣化することがある。そこで、内側検知部２１ｇを外側検知部２３ｇよりも後端側まで形成することで、内側検知部２１ｇの面積を増加させ、内側検知部２１ｇの外側検知部２３ｇよりも早期に劣化することを抑制することができる。
【００５４】
そして、内側検知部２１ｇの後端２１ｈを外側検知部２３ｇの後端２３ｈよりも後端側まで形成されてなる構成とするにあたり、ガスセンサ素子１の先端１ｓと内側検知部２１ｇの後端２１ｈとの軸線方向の長さＴ１、ガスセンサ素子１の先端１ｓと外側検知部２３ｇの後端２３ｈとの軸線方向の長さＴ２としたとき、Ｔ１／Ｔ２＝２．１となっている。このように、長さＴ１と長さＴ２との関係が１．１≦Ｔ１／Ｔ２であれば、内側検知部２１ｇの面積をより増加させ、内側検知部２１ｇの外側検知部２３ｇよりも早期に劣化することをより抑制することができる。
【００５５】
さらに、本実施例１のガスセンサ３０では、内側検知部２１ｇの厚みが１μｍ、外側検知部２３ｇの厚みが１．３μｍと、内側検知部２１ｇの厚みが外側検知部２３ｇの厚みより厚い。これにより、外側検知部２３ｇが被測定ガスに直接晒され、被毒物質等による劣化が生じることがあっても、内側検知部２１ｇよりも早期に劣化することを抑制することができる。
【００５６】
さらに、本実施例１のガスセンサ３０では、発熱対向領域Ｑは、基体１の最も薄い厚みがｄとなるときに、ｄ〜２ｄとなる厚みの基体１の内表面１ｋに形成されてなる。なお、本実施例１のガスセンサ３０では、基体の先端１ｓが、最も薄い厚みｄとなっており、鍔部２の先端部２ｓより先端１ｓ側に位置する全ての領域がｄ〜２ｄの範囲内となっている。このように、基体１の厚みがｄ〜２ｄとなる領域では、固体電解質体の体積が小さくなるため、固体電解質からなる基体１の温度を早期に活性化温度にまで上昇させることができる。このため、この領域に発熱対向領域Ｑを形成することで、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。
【００５７】
なお、内側検知部２１ｇの面積の４０％以上が外側検知部２３ｇと対向することが好ましい。これにより、安定したセンサ出力を得ることができる。なお、４０％未満であれば、安定したセンサ出力を得られないことがあると共に、内側検知部２１ｇ、外側検知部２３ｇの貴金属の使用量がより増加してしまう。
【００５８】
また、本実施例１のガスセンサ３０では、主体金具３１の後端側（図１において上側）に位置する接続部３１ｃに、筒状の金属外筒４１の先端部が、外側からの全周レーザ溶接により固着されている。また、この金属外筒４１の後端側開口部は、フッ素ゴムで構成されたグロメット４２を嵌入させて、加締封止されている。このグロメット４２の先端側（図１において下側）には、絶縁性のアルミナセラミックからなるセパレータ４３が設けられている。そして、グロメット４２の貫通孔及びセパレータ４３の貫通孔（保持孔４３ｄ）内には、センサ出力リード線４４，４５及びヒータリード線４６，４７が挿入されている。ヒータリード線４６，４７は、ヒータ３３の外部端子に接続されている。
【００５９】
なお、グロメット４２の中央にも、軸線ＡＸに沿う貫通孔が形成されている。この貫通孔には、撥水性及び通気性を兼ね備えるシート状のフィルタ４８によって被覆された金属パイプ４９が嵌め込まれている。これにより、ガスセンサ３０の外部に存在する大気を、フィルタ４８を通じて金属外筒４１内に導入し、さらには、ガスセンサ素子２０の内部に導入して、内側電極２１の内側検知部２１ｇに接触させることができる。
【００６０】
また、ステンレス鋼板からなる外側端子部材５０は、軸線ＡＸの直交方向断面が略Ｃ字状をなす外嵌部５０ｐと、この外嵌部５０ｐの後端側中央付近から後端側に延びるセパレータ挿入部５０ｓと、さらにこの後端側に位置するコネクタ部５０ｃとを含む。このうちコネクタ部５０ｃは、センサ出力リード線４５の芯線を加締めにより把持して、外側端子部材５０とセンサ出力リード線４５とを電気的に接続する。
【００６１】
また、セパレータ挿入部５０ｓは、セパレータ４３内に挿入されると共に、このセパレータ挿入部５０ｓから分岐して突出するセパレータ当接部５０ｄが、保持孔４３ｄに弾性的に当接することにより、外側端子部材５０自身をセパレータ４３内に保持している。
また、外嵌部５０ｐは、ガスセンサ素子２０の外側電極２３と接触している。これにより、外側電極２３と外側端子部材５０とが電気的に接続する。
【００６２】
また、ステンレス銅板からなる内側端子部材３２は、軸線ＡＸの直交方向断面が略馬蹄形状の素子挿入部３２ｋと、素子挿入部３２ｋの後端側中央付近から後端側に延びるセパレータ挿入部３２ｓと、さらにこの後端側に位置するコネクタ部３２ｃとを有する。このうち、コネクタ部３２ｃは、センサ出力リード線４４の芯線を加締めにより把持して、内側端子部材３２とセンサ出力リード線４４とを電気的に接続する。
【００６３】
また、セパレータ挿入部３２ｓは、セパレータ４３内に挿入されると共に、このセパレータ挿入部３２ｓから分岐して突出するセパレータ当接部３２ｄが、保持孔４３ｄに弾性的に当接して、内側端子部材３２自身をセパレータ４３内に保持している。
また、内側端子部材３２の素子挿入部３２ｋは、ガスセンサ素子２０の内部に挿入されて、内側電極２１の端子接続部２１ｔと接触している。これにより、内側電極２１の端子接続部２１ｔと内側端子部材３２とが電気的に接続する。
【００６４】
このガスセンサ３０では、外側電極２３と内側電極２１との間に所定の電圧を印加すると、外側電極２３の外側検知部２３ｇに接触する排気ガス（被測定ガス）中の酸素濃度と、内側電極２１の内側検知部２１ｇに接触する大気の酸素濃度との濃度差に応じた電流が流れる。この電流値を検知することで、排気ガス中の酸素濃度を把握することができる。
【００６５】
次に、本実施例１にかかるガスセンサ３０の製造方法について説明する。
まず、公知の手法（例えば、特開２００７−２４８１２３号参照）を用いて、基体１の外表面１ｈに、外側検知部２３ｇ、外側リード部２３ｓ、外側接続部２３ｔを有する外側電極２３を形成する。
【００６６】
次いで、基体１の内表面１ｋに内側電極２１を形成する。まず、核付け工程に進み、基体１の内表面１ｋに核を付着させる。具体的には、まず、図９に示すように、注液装置１１を用いて、基体１の内部空間Ｓに、塩化白金酸水溶液８（白金濃度；０．５ｇ／Ｌ）を注入する。なお、本実施例１では、基体１の後端１ｅ側に、シリコンゴムからなる液溜め部材１３を装着し、基体１の内部空間Ｓを満たした塩化白金酸水溶液８が基体１の内部空間Ｓから溢れて液溜め部材１３に達するまで、塩化白金酸水溶液８を注液する。
【００６７】
次いで、基体１の内部空間Ｓを満たしている塩化白金酸水溶液８を加熱する。これにより、基体１の内表面１ｋに塩化白金酸の水溶液の塗膜を形成することができる。その後、注液装置１１を用いて、基体１の内部空間Ｓに注入した塩化白金酸水溶液８を、基体１の外部に排出する。
【００６８】
次いで、注液装置１１を用いて、基体１の内部空間Ｓにヒドラジン水溶液９（濃度；５質量％）を注入する。このときも、基体１の後端１ｅ側に液溜め部材１３を装着した状態で、基体１の内部空間Ｓを満たしたヒドラジン水溶液９が基体１の内部空間Ｓから溢れて液溜め部材１３に達するまで、ヒドラジン水溶液９を注液する。その後、注入したヒドラジン水溶液９を加熱し、７５℃とした状態で３０分間放置する。これにより、基体１の内表面１ｋに白金の核を析出させることができる。その後、注液装置１１を用いて、基体１の内部空間Ｓに注入したヒドラジン水溶液９を、基体１の外部に排出する。
【００６９】
次に、マスク治具装着工程に進み、基体１の内表面１ｋのうち、接ガス内側領域１ｋｇと後端側領域１ｋｃとの間に位置するマスク領域４に、マスク治具１８を装着する（図１４〜図１６参照）。なお、マスク領域４は、接ガス内側領域１ｋｇと後端側領域１ｋｃとの間に位置する内表面１ｋのうち、周方向範囲Ｄ（中心角８０°の円弧の範囲、リード部２１ｓを形成する予定の領域）を除いた領域に相当する（図１４参照）。
【００７０】
ここで、マスク治具１８について詳細に説明する。マスク治具１８は、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向）に延びる曲板形状をなしている（図１０及び図１１参照）。マスク治具１８は、マスク治具１８をマスク領域４に装着したときにマスク領域４と接するマスク外面１８ｂを有している。なお、図１０及び図１２において上下方向が、軸線方向（軸線ＡＸが延びる方向）に一致する。
【００７１】
このマスク外面１８ｂは、マスク治具１８をマスク領域４に装着したときに軸線ＡＸ方向に直交する方向に切断した断面（図１１の断面に相当する）において円弧をなす。この円弧の長さＬ１は、基体１の内表面１ｋのうちマスク領域４を周方向に含む筒状部１ｍの周長Ｌ２（図１４及び図１５参照）の１／２より長く、Ｌ２より短くされている。すなわち、（Ｌ２／２）＜Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たしている。また、マスク治具１８をマスク領域４に装着する前のマスク外面１８ｂ（図１１に示す状態のマスク外面１８ｂ）の曲率半径Ｒ１ｂは、マスク領域４の曲率半径Ｒ２（図１４参照）よりも大きくされている。
【００７２】
このマスク治具１８は、ポリプロピレンからなり、マスク外面１８ｂの曲率半径Ｒ１が拡縮する方向に弾性変形可能とされている。これにより、図１２及び図１３に示すように、マスク外面１８ｂの曲率半径Ｒ１が縮小する方向にマスク治具１８を弾性変形させる（例えば、マスク外面１８ｂの曲率半径Ｒ１を、マスク領域４の曲率半径Ｒ２と同等のＲ１ｃにする）ことができる。
【００７３】
このため、マスク治具装着工程では、マスク外面１８ｂの曲率半径Ｒ１が縮小する方向にマスク治具１８を弾性変形させつつ（マスク外面１８ｂの曲率半径Ｒ１を、マスク領域４の曲率半径Ｒ２以下にしつつ）、マスク治具１８を基体１の内側に（マスク領域４と重なる位置まで）挿入する（図１４〜図１６参照）と、その後のマスク治具１８の弾性復元力により、マスク外面１８ｂをマスク領域４に密着させて（このとき、マスク外面１８ｂの曲率半径は、マスク領域４の曲率半径Ｒ２と同等のＲ１ｃとなる、図１４参照）、マスク治具１８をマスク領域４に固定することができる。このようにして、本実施例１のマスク治具装着工程では、基体１の内表面１ｋのうちマスク領域４にマスク治具１８を装着（マスク領域４をマスク治具１８で被覆）する（図１４〜図１６参照）。
【００７４】
なお、図１４は、マスク治具１８を装着した基体１の上面図（基体１をその後端部１ｅ側から軸線ＡＸ方向に見た図）に相当する。また、図１５は、図１４のＨ−Ｈ矢視断面図に相当する。また、図１６は、図１４のＧ−Ｇ矢視断面図に相当する。
【００７５】
次に、メッキ工程に進み、基体１の内表面１ｋに析出させた核が触媒として作用するメッキ液１２を用いて、メッキ液１２中の貴金属（白金）を、基体１の内表面１ｋ（内表面１ｋのうち、マスク治具１８を装着したマスク領域４を除いた領域）に析出させる。具体的には、図１７に示すように、注液装置１５を用いて、基体１の内部空間Ｓにメッキ液１２を注入する。このとき、基体１の後端１ｅ側に液溜め部材１３を装着した状態で、基体１の内部空間Ｓを満たしたメッキ液１２が基体１の内部空間Ｓから溢れて液溜め部材１３に達するまで、メッキ液１２を注入する。なお、本実施例１では、メッキ液１２として、白金錯塩水溶液（白金濃度；１５ｇ／Ｌ）とヒドラジンの水溶液（濃度；８５質量％）とを混合して調整したメッキ液を用いている。
【００７６】
次いで、基体１の内部空間Ｓ内に注入したメッキ液１２を加熱し、その後、所定時間放置する。これにより、メッキ液１２中の白金を、基体１の内表面１ｋ（内表面１ｋのうち、マスク治具１８を装着したマスク領域４を除いた領域）に析出させることができる。その後、注液装置１５を用いて、基体１の内部空間Ｓに注入したメッキ液１２を、基体１の外部に排出する。
【００７７】
本実施例１では、前述のように、メッキ工程に先立って、マスク治具装着工程において、基体１の内表面１ｋのマスク領域４に、マスク治具１８を装着（マスク治具１８でマスク領域４を被覆）している。このため、上述のメッキ工程において、基体１の内表面１ｋのうちマスク治具１８を設けた部位（マスク領域４）には、貴金属（白金）を析出させることなく、基体１の内表面１ｋのうちマスク治具１８を設けていない部位にのみ、貴金属（白金）を析出させることができる。
【００７８】
従って、図１８及び図１９に示すように、基体１の内表面１ｋのうちマスク治具１８を設けていない部位にのみ、貴金属（白金）からなる内側電極２１（貴金属メッキ層）を形成することができる。詳細には、発熱対向領域１ｋｔを含む接ガス内側領域１ｋｇの全体に、内側検知部２１ｇを形成することができ、後端側領域１ｋｃの全体に内側接続部２１ｔを形成することができる。さらに、基体１の周方向について内表面１ｋの一部の範囲（周方向範囲Ｄ）にのみ、内側検知部２１ｇと内側接続部２１ｔとを連結する内側リード部２１ｓを、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向）に線状に延びる形態で形成することができる。
【００７９】
なお、図１８は、図１５と同じ位置でメッキ済み基体２０Ｂ（内表面１ｋに貴金属を析出させた基体１）を切断した断面図である。また、図１９は、図１６と同じ位置でメッキ済み基体２０Ｂを切断した断面図である。
【００８０】
このように、本実施例１の製造方法では、基体１の内表面１ｋについて、電極が必要な部位に選択的に、貴金属からなる内側電極２１（内側検知部２１ｇと内側リード部２１ｓと内側接続部２１ｔ）を形成することができる。このため、本実施例１では、メッキ工程において基体の内表面全体に貴金属を析出させて、基体の内表面全体に貴金属からなる電極を形成する場合に比べて、貴金属の使用量を低減することができる。
【００８１】
次に、メッキ済み基体２０Ｂから、マスク治具１８を取り外す（図６及び図７参照）。マスク治具１８は、自身の弾性復元力によってマスク領域４に固定されているだけなので、容易に、マスク治具１８をメッキ済み基体２０Ｂから取り外すことができる。
【００８２】
その後、還元処理工程に進み、メッキ済み基体２０Ｂを、７５０℃の還元雰囲気で加熱処理する。これにより、内側電極２１（貴金属メッキ層）の表面に吸着している酸素を取り除くと共に、内側電極２１（貴金属メッキ層）を基体１の内表面１ｋに焼き付けて、所定の特性を有する内側電極２１を形成することができる。このようにして、本実施例１のガスセンサ素子２０（図６及び図７参照）が完成する。その後、このようにして製造したガスセンサ素子２０を用いて、公知の組立方法（例えば、特開２００４−０５３４２５号参照）により、図１に示すガスセンサ３０を製造した。
【００８３】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２について、図面を参照しつつ説明する。
なお、本実施例２のガスセンサ１３０（図１参照）は、実施例１のガスセンサ３０と比較して、外側電極及び内側電極（詳細には、内側検知部及びリード部）の形状が異なり、その他の部位については同様である。従って、ここでは、実施例１と異なる点を中心に説明し、実施例１と同様な点については説明を省略または簡略化する。
【００８４】
本実施例２のガスセンサ１３０は、ガスセンサ素子１２０を有している（図１参照）。このガスセンサ素子１２０は、実施例１と同様の基体１と、基体１の外表面１ｈに形成された貴金属（具体的には白金）からなる外側電極１２３と、基体１の内表面１ｋに形成された貴金属（具体的には白金）からなる内側電極１２１（貴金属メッキ層）を有する（図２０〜図２２参照）。
なお、図２０は、ガスセンサ素子１２０の上面図（ガスセンサ素子１２０を基体１の後端１ｅ側から軸線ＡＸ方向に見た図）である。また、図２１は、図２０のＮ−Ｎ矢視断面図に相当する。また、図２２は、図２０のＫ−Ｋ矢視断面図に相当する。
【００８５】
内側電極１２１は、図２１及び図２２に示すように、接ガス内側領域１ｋｇ（軸線方向範囲Ｐ内に位置する領域）内に形成された内側検知部１２１ｇと、後端側領域１ｋｃ（軸線方向範囲Ｔ内に位置する領域）内に形成された内側接続部１２１ｔと、内側検知部１２１ｇと内側接続部１２１ｔとを連結する内側リード部１２１ｓとからなる。
このうち、内側接続部１２１ｔは、実施例１の内側接続部２１ｔと同様に、後端側領域１ｋｃの全体（全周）に形成されている。
【００８６】
一方、内側検知部１２１ｇは、接ガス内側領域１ｋｇのうち、発熱対向領域１ｋｔ（軸線方向範囲Ｑ内に位置する領域）にのみ形成されている。このため、本実施例２のガスセンサ１２０は、接ガス内側領域１ｋｇの全体に内側検知部２１ｇを形成した実施例１のガスセンサ３０に比べて、より一層、貴金属の使用量が低減されたガスセンサとなる。しかも、内側検知部１２１ｇを、発熱対向領域１ｋｔに形成しているので、本実施例２のガスセンサ１２０でも、ヒータ３３への通電により、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。
【００８７】
また、内側リード部１２１ｓは、内表面１ｋにおいて、基体１の周方向について一部の範囲にのみ形成されている。詳細には、本実施例２の内側リード部１２１ｓは、実施例１の内側リード部２１ｓと同様に、周方向範囲Ｄ（中心角８０°の円弧の範囲、図２０参照）にのみ形成されており、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向）に線状に延びる形態をなしている。なお、本実施例２の内側リード部１２１ｓは、実施例１の内側リード部２１ｓよりも長尺となっている。具体的には、本実施例２の内側リード部１２１ｓは、実施例１の内側リード部２１ｓを先端１ｓ側に延長（発熱対向領域１ｋｔの後端位置まで延長）した形態をなしている。
【００８８】
また、外側電極１２３は、接ガス領域１ｈｇ内に形成された外側検知部１２３ｇを有している（図２１及び図２２参照）。この外側検知部１２３ｇは、接ガス領域１ｈｇのうち、少なくとも、基体１の厚み方向内側に内側検知部１２１ｇが存在する領域に形成されている。なお、実施例１とは異なり、外側検知部１２３ｇは、接ガス領域１ｈｇ全体に形成されている。また、外側電極１２３は、外側検知部１２３ｇに接続し、軸線方向に線状に延びる外側リード部１２３ｓ、及び外側リード部１２３ｓに接続する外側接続部１２３ｔがそれぞれ基体１の外表面に設けられている。
【００８９】
次に、本実施例２にかかるガスセンサ１３０の製造方法について説明する。
まず、実施例１と同様にして、基体１の外表面１ｈに外側電極１２３を形成する。次いで、核付け工程において、実施例１と同様にして、基体１の内表面１ｋに核を付着させる（図９参照）。
【００９０】
次に、メッキレジスト膜形成工程に進み、基体１の内表面１ｋのうち、発熱対向領域１ｋｔよりも先端１ｓ側に位置する全領域（この領域をメッキレジスト領域１０５とする）に、メッキレジスト膜１１０を形成する（図２３〜図２５参照）。具体的には、メッキレジスト領域１０５にメッキレジスト１１０ｂを塗布し、これを加熱乾燥により硬化させて、メッキレジスト膜１１０を形成する。なお、本実施例２では、メッキレジスト１１０ｂとして、アクリル系エマルションであるサイビノールＣＡ−１１０８（サイデン化学株式会社製、商品名）を用いている。このメッキレジスト１１０ｂは、金属成分を含まない有機物からなるメッキレジスト（塗料）である。従って、メッキレジスト膜１１０は、金属成分を含まない有機物からなるメッキレジスト膜となる。
【００９１】
その後、マスク治具装着工程に進み、実施例１と同様にして、基体１の内表面１ｋのうち、発熱対向領域１ｋｔと後端側領域１ｋｃとの間に位置するマスク領域１０４に、マスク治具１１８を装着する（図２３〜図２５参照）。なお、マスク領域１０４は、発熱対向領域１ｋｔと後端側領域１ｋｃとの間に位置する内表面１ｋの領域のうち、周方向範囲Ｄ（中心角８０°の円弧の範囲、リード部１２１ｓを形成する予定の領域）を除いた領域に相当する。なお、図２３は、マスク治具１１８を装着した基体１の上面図（基体１をその後端１ｅ側から軸線ＡＸ方向に見た図）に相当する。また、図２４は、図２３のＭ−Ｍ矢視断面図に相当する。また、図２５は、図２３のＬ−Ｌ矢視断面図に相当する。
【００９２】
また、本実施例２のマスク治具１１８は、実施例１のマスク治具１８と比較して、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向）に長尺にされた点のみが異なっている。詳細には、本実施例２のマスク治具１１８は、軸線方向長さが、発熱対向領域１ｋｔの後端（図２４において上端、軸線方向範囲Ｑの上端）から後端側領域１ｋｃの先端（図２４において下端、軸線方向範囲Ｔの下端）にわたる長さとされている。
【００９３】
次に、メッキ工程に進み、実施例１と同様にして、メッキ液１２中の貴金属（白金）を、基体１の内表面１ｋに析出させる。ところで、本実施例２では、前述のように、メッキ工程に先立って、メッキレジスト領域１０５にメッキレジスト膜１１０を形成し、さらに、マスク領域１０４にマスク治具１１８を装着している。
【００９４】
このため、上述のメッキ工程では、基体１の内表面１ｋのうちマスク治具１１８及びメッキレジスト膜１１０を設けた部位（マスク領域１０４とメッキレジスト領域１０５）には、貴金属（白金）を析出させることなく、基体１の内表面１ｋのうちマスク治具１１８及びメッキレジスト膜１１０を設けていない部位にのみ、貴金属（白金）を析出させることができる。
【００９５】
従って、図２６及び図２７に示すように、基体１の内表面１ｋのうちマスク治具１１８及びメッキレジスト膜１１０を設けていない部位にのみ、貴金属（白金）からなる電極１２１（貴金属メッキ層）を形成することができる。詳細には、発熱対向領域１ｋｔにのみ内側検知部１２１ｇを形成することができ、後端側領域１ｋｃの全体に内側接続部１２１ｔを形成することができる。さらに、基体１の周方向について内表面１ｋの一部の範囲（周方向範囲Ｄ）にのみ、内側検知部１２１ｇと内側接続部１２１ｔとを連結する内側リード部１２１ｓを、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向）に線状に延びる形態で形成することができる。
【００９６】
なお、図２６は、図２４と同じ位置でメッキ済み基体１２０Ｂ（基体１の内表面１ｋに貴金属を析出させたもの）を切断した断面図である。また、図２７は、図２５と同じ位置でメッキ済み基体１２０Ｂを切断した断面図である。
【００９７】
その後、実施例１と同様にして、メッキ済み基体１２０Ｂから、マスク治具１１８を取り外す。
次に、焼失工程に進み、マスク治具１１８を取り外したメッキ済み基体１２０Ｂを、約５００℃の大気雰囲気で加熱処理し、メッキレジスト膜１１０を焼失させた。これにより、メッキレジスト膜１１０を、基体１の内表面１ｋ（メッキレジスト領域１０５）から適切に除去することができた（図２１及び図２２参照）。このように、メッキレジスト膜を焼失させることで、メッキレジスト膜を剥離して除去する場合に比べて、容易に且つ適切にメッキレジスト膜を除去することができる。
【００９８】
ところで、メッキレジスト膜に金属成分が含まれていると、焼失工程においてメッキレジスト膜を焼失させた後も、その金属成分が基体の内表面に残存してしまう虞がある。この残存した金属成分は、ガスセンサ素子の特性に影響を及ぼす虞がある。このため、メッキレジスト膜に金属成分が含まれているのは好ましくない。
【００９９】
これに対し、本実施例２では、前述のように、メッキレジスト膜形成工程において、金属成分を含まない有機物からなるメッキレジスト膜１１０を形成している。このため、焼失工程では、「基体の内表面（メッキレジスト膜を形成していた部位）に金属成分が残存する」という上記不具合が生じることがなく、有機物からなるメッキレジスト膜１１０を適切に焼失させることができる。
【０１００】
次に、還元処理工程に進み、メッキレジスト膜１１０を焼失させたメッキ済み基体１２０Ｂを、７５０℃の還元雰囲気で加熱処理する。これにより、電極１２１（貴金属メッキ層）の表面に吸着している酸素を取り除くと共に、電極１２１（貴金属メッキ層）を基体１の内表面１ｋに焼き付けて、所定の特性を有する電極１２１を形成することができる。このようにして、本実施例２のガスセンサ素子１２０（図２０〜図２２参照）が完成する。
【０１０１】
ところで、先の焼失工程において、還元処理工程における加熱温度（７５０℃）に近い温度またはそれ以上の温度環境にメッキ済み基体１２０Ｂを晒してしまうと、電極１２１（貴金属メッキ層）の特性に影響が及ぶ（所定の特性が得られなくなる）虞がある。これに対し、本実施例２の焼失工程では、メッキレジスト膜１１０を、還元処理工程における加熱温度未満である７００℃以下の温度（詳細には約５００℃）で焼失させている。換言すれば、メッキレジスト膜形成工程において、還元処理工程における加熱温度未満である７００℃以下の温度（詳細には約５００℃）で焼失するメッキレジスト膜１１０（焼失温度が７００℃以下のメッキレジスト膜１１０）を形成している。このため、上記のような不具合（焼失工程において電極１２１の特性に影響を及ぼす）が生じる虞がない。
【０１０２】
その後、このようにして製造したガスセンサ素子１２０を用いて、公知の組立方法（例えば、特開２００４−０５３４２５号参照）により、本実施例２のガスセンサ１３０（図１参照）を製造した。
【０１０３】
（実施例３）
次に、本発明の実施例３について、図面を参照しつつ説明する。
なお、本実施例３のガスセンサ２３０（図１参照）は、実施例１のガスセンサ３０と比較して、外側電極及び内側電極（詳細には、端子接続部）の形状が異なり、その他の部位については同様である。従って、ここでは、実施例１と異なる点を中心に説明し、実施例１と同様な点については説明を省略または簡略化する。
【０１０４】
本実施例３のガスセンサ２３０は、ガスセンサ素子２２０を有している（図１参照）。このガスセンサ素子２２０は、実施例１と同様の基体１と、基体１の外表面１ｈに形成された貴金属（具体的には白金）からなる外側電極２２３と、基体１の内表面１ｋに形成された貴金属（具体的には白金）からなる内側電極２２１（貴金属メッキ層）を有する（図２８〜図３０参照）。
なお、図２８は、ガスセンサ素子２２０の上面図（ガスセンサ素子２２０を基体１の後端１ｅ側から軸線ＡＸ方向に見た図）である。また、図２９は、図２８のＵ−Ｕ矢視断面図に相当する。また、図３０は、図２８のＷ−Ｗ矢視断面図に相当する。
【０１０５】
内側電極２２１は、図２９及び図３０に示すように、接ガス内側領域１ｋｇ（軸線方向範囲Ｐ内に位置する領域）内に形成された内側検知部２２１ｇと、後端側領域１ｋｃ（軸線方向範囲Ｔ内に位置する領域）内に形成された内側接続部２２１ｔと、内側検知部２２１ｇと内側接続部２２１ｔとを連結する内側リード部２２１ｓとからなる。
【０１０６】
このうち、内側検知部２２１ｇは、実施例１の内側検知部２１ｇと同様に、接ガス内側領域１ｋｇの全体に形成されている。また、内側リード部２２１ｓも、実施例１の内側リード部２１ｓと同様の範囲に形成されている。具体的には、内側リード部２２１ｓは、周方向範囲Ｄ（中心角８０°の円弧の範囲、図２８参照）にのみ形成されており、接ガス内側領域１ｋｇの後端（図２９において上端）から後端側領域１ｋｃの先端（図２９において下端）にわたって、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向）に線状に延びる形態をなしている。
【０１０７】
一方、内側接続部２２１ｔは、実施例１の内側接続部２１ｔと異なり、後端側領域１ｋｃにおいて、基体１の周方向について一部の範囲にのみ形成されている。詳細には、本実施例３の内側接続部２２１ｔは、内側リード部２２１ｓと同様に、周方向範囲Ｄ（中心角８０°の円弧の範囲、図２８参照）にのみ形成されている。
【０１０８】
このように、内側接続部２２１ｔを、内表面１ｋ（後端側領域１ｋｃ）において、基体１の周方向について全体の範囲（全周）にわたって形成するのではなく、基体１の周方向について一部の範囲にのみ形成することで、基体１の内表面１ｋについて貴金属（白金）の使用量を、より一層低減することができる。
【０１０９】
また、外側電極２２３は、接ガス領域１ｈｇ内に形成された外側検知部２２３ｇを有している（図２９及び図３０参照）。この外側検知部２２３ｇは、接ガス領域１ｈｇのうち、少なくとも、基体１の厚み方向内側に内側検知部２２１ｇが存在する領域に形成されている。なお、実施例１とは異なり、外側検知部２２３ｇは、接ガス領域１ｈｇ全体に形成されている。また、外側電極２２３は、外側検知部２２３ｇに接続し、軸線方向に線状に延びる外側リード部２２３ｓ、及び外側リード部２２３ｓに接続する外側接続部２２３ｔがそれぞれ基体１の外表面に設けられている。
【０１１０】
なお、内側接続部２２１ｔは、例えば、次のようにして形成することが可能である。具体的には、実施例１のマスク治具１８と比較して、軸線方向について後端側領域１ｋｃの長さ（軸線方向範囲Ｔの長さ）だけ長尺にされたマスク治具を用意し、このマスク治具を、基体１の内表面１ｋのうち、接ガス内側領域１ｋｇの後端（図２９において上端）から基体１の後端１ｅにわたる範囲に配置する。この状態で、メッキ工程を行うことで、内側検知部２２１ｇ及びリード部２２１ｓと共に、内側接続部２２１ｔを形成することができる。
【０１１１】
（実施例４）
次に、本発明の実施例４について、図面を参照しつつ説明する。
なお、本実施例４のガスセンサ３３０（図１参照）は、実施例１のガスセンサ３０と比較して、内側電極（詳細には、内側検知部）の形状が異なり、その他の部位については同様である。従って、ここでは、実施例１と異なる点を中心に説明し、実施例１と同様な点については説明を省略または簡略化する。
【０１１２】
本実施例４のガスセンサ３３０は、ガスセンサ素子３２０を有している（図１参照）。このガスセンサ素子３２０は、実施例１と同様の基体１と、実施例１と同様の外側電極２３と、基体１の内表面１ｋに形成された貴金属（具体的には白金）からなる内側電極３２１（貴金属メッキ層）を有する（図３１〜図３３参照）。
なお、図３１は、ガスセンサ素子３２０の上面図（ガスセンサ素子３２０を基体１の後端１ｅ側から軸線ＡＸ方向に見た図）である。また、図３２は、図３１のＸ−Ｘ矢視断面図に相当する。また、図３３は、図３１のＹ−Ｙ矢視断面図に相当する。
【０１１３】
内側電極３２１は、図３２及び図３３に示すように、接ガス内側領域１ｋｇ（軸線方向範囲Ｐ内に位置する領域）内に形成された内側検知部３２１ｇと、後端側領域１ｋｃ（軸線方向範囲Ｔ内に位置する領域）内に形成された内側接続部３２１ｔと、内側検知部３２１ｇと内側接続部３２１ｔとを連結する内側リード部３２１ｓとからなる。
【０１１４】
このうち、内側接続部３２１ｔは、実施例１の内側接続部２１ｔと同様に、後端側領域１ｋｃの全体（全周）に形成されている。
また、内側リード部３２１ｓも、実施例１の内側リード部２１ｓと同様の範囲に形成されている。具体的には、内側リード部３２１ｓは、周方向範囲Ｄ（中心角８０°の円弧の範囲、図３１参照）にのみ形成されており、後端側領域１ｋｃの先端（図３２において下端）から接ガス内側領域１ｋｇの後端（図３２において上端）にわたって、軸線方向（軸線ＡＸに沿う方向）に線状に延びる形態をなしている。
【０１１５】
一方、内側検知部３２１ｇは、実施例１の内側検知部２１ｇと異なり、接ガス内側領域１ｋｇにおいて、基体１の周方向について一部の範囲にのみ形成されている。詳細には、本実施例４の内側検知部３２１ｇは、接ガス内側領域１ｋｇのうち、基体１の周方向について半分（半周）の領域にのみ形成されている（図３２及び図３３参照）。
【０１１６】
このように、内側検知部３２１ｇを、接ガス内側領域１ｋｇにおいて、基体１の周方向について全体の範囲（全周）にわたって形成するのではなく、基体１の周方向について一部の範囲にのみ形成することで、基体１の内表面１ｋについて貴金属（白金）の使用量を、より一層低減することができる。
【０１１７】
なお、本実施例４のガスセンサ３３０では、ヒータ３３を、内側検知部３２１ｇに接触させている（図１参照）。接ガス内側領域１ｋｇのうち基体１の周方向について一部の範囲（本実施例４では、半周の範囲）にのみ形成した内側検知部３２１ｇに対し、選択的にヒータ３３を接触させることで、基体１のうち内側検知部３２１ｇが形成されている部位が、より一層加熱され易くなり、より早期に活性化する。このため、ヒータ３３への通電により、より速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。
【０１１８】
なお、内側検知部３２１ｇは、例えば、次のようにして形成することが可能である。具体的には、メッキ工程に先立って、接ガス内側領域１ｋｇのうち基体１の周方向について半分（半周）の領域（メッキレジスト領域３０５、図３３参照）に、実施例２と同様のメッキレジスト１１０ｂを塗布し、これを加熱乾燥により硬化させて、メッキレジスト膜を形成する。さらに、実施例１と同様に、マスク治具１８を装着する。この状態で、メッキ工程を行うことで、内側接続部３２１ｔ及び内側リード部３２１ｓと共に、内側検知部３２１ｇを形成することができる。
【０１１９】
以上において、本発明を実施例１〜４に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１２０】
１  基体
１ｓ  基体の先端
１ｅ  基体の後端
１ｈ  基体の外表面
１ｋ  基体の内表面
１ｈｇ  接ガス領域
１ｋｇ  接ガス内側領域
１ｋｃ  後端側領域
１ｋｔ  発熱対向領域
１８，１１８  マスク治具
２０，１２０，２２０，３２０  ガスセンサ素子
２１，１２１，２２１，３２１  内側電極
２１ｇ，１２１ｇ，２２１ｇ，３２１ｇ  内側検知部
２１ｓ，１２１ｓ，２２１ｓ，３２１ｓ  リード部
２１ｔ，１２１ｔ，２２１ｔ，３２１ｔ  端子接続部
２３，１２３，２２３  外側電極
２３ｇ，１２３ｇ，２２３ｇ  外側検知部
２３ｓ，１２３ｓ，２２３ｓ  リード部
２３ｔ，１２３ｔ，２２３ｔ  端子接続部
３０，１３０，２３０，３３０  ガスセンサ
３３  ヒータ
３３ｃ  発熱部
【図１】
2011148598.tif 000003
【図２】
2011148598.tif 000004
【図３】
2011148598.tif 000005
【図４】
2011148598.tif 000006
【図５】
2011148598.tif 000007
【図６】
2011148598.tif 000008
【図７】
2011148598.tif 000009
【図８】
2011148598.tif 000010
【図９】
2011148598.tif 000011
【図１０】
2011148598.tif 000012
【図１１】
2011148598.tif 000013
【図１２】
2011148598.tif 000014
【図１３】
2011148598.tif 000015
【図１４】
2011148598.tif 000016
【図１５】
2011148598.tif 000017
【図１６】
2011148598.tif 000018
【図１７】
2011148598.tif 000019
【図１８】
2011148598.tif 000020
【図１９】
2011148598.tif 000021
【図２０】
2011148598.tif 000022
【図２１】
2011148598.tif 000023
【図２２】
2011148598.tif 000024
【図２３】
2011148598.tif 000025
【図２４】
2011148598.tif 000026
【図２５】
2011148598.tif 000027
【図２６】
2011148598.tif 000028
【図２７】
2011148598.tif 000029
【図２８】
2011148598.tif 000030
【図２９】
2011148598.tif 000031
【図３０】
2011148598.tif 000032
【図３１】
2011148598.tif 000033
【図３２】
2011148598.tif 000034
【図３３】
2011148598.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月28日(2011.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質からなり、軸線方向に延びる形態をなし、先端側が閉塞されると共に後端側が開放された有底筒状の基体、
上記基体の外表面に形成された貴金属からなる外側電極、及び
上記基体の内表面に形成された貴金属からなる内側電極、を有する
ガスセンサ素子であって、被測定ガス中の特定ガス成分を検出するガスセンサ素子と、
上記基体の筒内に配置された発熱部を有するヒータと、を備えるガスセンサであって、
上記基体の上記外表面は、上記基体の先端側に位置し、上記被測定ガスと接触する接ガス領域を有し、
上記基体の上記内表面は、
上記接ガス領域に対し、上記基体の厚み方向内側に位置する接ガス内側領域と、
上記軸線方向について上記接ガス内側領域と離間し、上記基体の後端側に位置する後端側領域と、を有し、
上記発熱部の発熱抵抗パターンは、上記軸線方向について上記接ガス内側領域が存在する範囲と同一の軸線方向範囲内にのみ位置し、
上記内側電極は、
上記接ガス内側領域内にのみ形成された内側検知部であって、上記接ガス内側領域のうち、少なくとも、上記基体の径方向について上記発熱部抵抗パターンと対向する発熱対向領域全体に形成された内側検知部と、
上記後端側領域内に形成された端子接続部であって、上記後端側領域のうち、上記基体の周方向について少なくとも一部の範囲に形成された端子接続部と、
上記内側検知部と上記端子接続部とを連結するリード部であって、上記内表面において、上記基体の周方向について一部の範囲にのみ形成されたリード部と、からなり、
上記外側電極は、
上記接ガス領域内にのみ形成された外側検知部であって、上記接ガス領域のうち、少なくとも、上記基体の厚み方向内側に上記内側検知部が存在する領域に一部が形成された外側検知部を有し、
前記内側検知部の後端は、前記外側検知部の後端よりも後端側まで形成されてなり、
前記ガスセンサ素子の先端と前記内側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ１、前記ガスセンサ素子の先端と前記外側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ２としたとき、１．１≦Ｔ１／Ｔ２である
ガスセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサであって、
前記内側検知部は、前記発熱対向領域にのみ形成されてなる
ガスセンサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガスセンサであって、
前記内側検知部は、前記接ガス内側領域のうち、前記基体の周方向について一部の範囲にのみ形成されてなる
ガスセンサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記リード部は、前記軸線方向に線状に延びる形態である
ガスセンサ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記ヒータは、前記内側検知部に接触してなる
ガスセンサ。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記外側検知部の厚みは、前記内側検知部の厚みより厚い
ガスセンサ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記基体の最も薄い厚みをｄとしたとき、前記発熱対向領域は、厚みがｄ〜２ｄとなる前記基体の内表面に形成されてなることが好ましい。
ガスセンサ。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記発熱対向領域は、ガスセンサ素子の最高発熱温度の７０％以上の温度となる前記基体の内表面に形成されてなる
ガスセンサ。
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月30日(2012.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体電解質からなり、軸線方向に延びる形態をなし、先端側が閉塞されると共に後端側が開放された有底筒状の基体、
上記基体の外表面に形成された貴金属からなる外側電極、及び
上記基体の内表面に形成された貴金属からなる内側電極、を有する
ガスセンサ素子であって、被測定ガス中の特定ガス成分を検出するガスセンサ素子と、
上記基体の筒内に配置された発熱部を有するヒータと、を備える
ガスセンサであって、
上記基体の上記外表面は、上記基体の先端側に位置し、上記被測定ガスと接触する接ガス領域を有し、
上記基体の上記内表面は、
上記接ガス領域に対し、上記基体の厚み方向内側に位置する接ガス内側領域と、
上記軸線方向について上記接ガス内側領域と離間し、上記基体の後端側に位置する後端側領域と、を有し、
上記発熱部の発熱抵抗パターンは、上記軸線方向について上記接ガス内側領域が存在する範囲と同一の軸線方向範囲内にのみ位置し、
上記内側電極は、
上記接ガス内側領域内にのみ形成された内側検知部であって、上記接ガス内側領域のうち、少なくとも、上記基体の径方向について上記発熱部抵抗パターンと対向する発熱対向領域全体に形成された内側検知部と、
上記後端側領域内に形成された端子接続部であって、上記後端側領域のうち、上記基体の周方向について少なくとも一部の範囲に形成された端子接続部と、
上記内側検知部と上記端子接続部とを連結するリード部であって、上記内表面において、上記基体の周方向について一部の範囲にのみ形成されたリード部と、からなり、
上記外側電極は、
上記接ガス領域内にのみ形成された外側検知部であって、上記接ガス領域のうち、少なくとも、上記基体の厚み方向内側に上記内側検知部が存在する領域に一部が形成された外側検知部を有し、
前記内側検知部の後端は、前記外側検知部の後端よりも後端側まで形成されてなり、
前記ガスセンサ素子の先端と前記内側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ１、前記ガスセンサ素子の先端と前記外側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ２としたとき、１．１≦Ｔ１／Ｔ２であり、
前記外側電極及び前記内側電極は、貴金属メッキ層にて形成されると共に、前記外側検知部の厚みは、前記内側検知部の厚みより厚い
ガスセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサであって、
前記内側検知部は、前記発熱対向領域にのみ形成されてなる
ガスセンサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガスセンサであって、
前記内側検知部は、前記接ガス内側領域のうち、前記基体の周方向について一部の範囲にのみ形成されてなる
ガスセンサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記リード部は、前記軸線方向に線状に延びる形態である
ガスセンサ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記ヒータは、前記内側検知部に接触してなる
ガスセンサ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記基体の最も薄い厚みをｄとしたとき、前記発熱対向領域は、厚みがｄ〜２ｄとなる前記基体の内表面に形成されてなる
ガスセンサ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のガスセンサであって、
前記発熱対向領域は、ガスセンサ素子の最高発熱温度の７０％以上の温度となる前記基体の内表面に形成されてなる
ガスセンサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一態様は、固体電解質からなり、軸線方向に延びる形態をなし、先端側が閉塞されると共に後端側が開放された有底筒状の基体、上記基体の外表面に形成された貴金属からなる外側電極、及び、上記基体の内表面に形成された貴金属からなる内側電極、を有するガスセンサ素子であって、被測定ガス中の特定ガス成分を検出するガスセンサ素子と、上記基体の筒内に配置された発熱部を有するヒータと、を備えるガスセンサであって、上記基体の上記外表面は、上記基体の先端側に位置し、上記被測定ガスと接触する接ガス領域を有し、上記基体の上記内表面は、上記接ガス領域に対し、上記基体の厚み方向内側に位置する接ガス内側領域と、上記軸線方向について上記接ガス内側領域と離間し、上記基体の後端側に位置する後端側領域と、を有し、上記発熱部の発熱抵抗パターンは、上記軸線方向について上記接ガス内側領域が存在する範囲と同一の軸線方向範囲内にのみ位置し、上記内側電極は、上記接ガス内側領域内にのみ形成された内側検知部であって、上記接ガス内側領域のうち、少なくとも、上記基体の径方向について上記発熱部抵抗パターンと対向する発熱対向領域全体に形成された内側検知部と、上記後端側領域内に形成された端子接続部であって、上記後端側領域のうち、上記基体の周方向について少なくとも一部の範囲に形成された端子接続部と、上記内側検知部と上記端子接続部とを連結するリード部であって、上記内表面において、上記基体の周方向について一部の範囲にのみ形成されたリード部と、からなり、上記外側電極は、上記接ガス領域内にのみ形成された外側検知部であって、上記接ガス領域のうち、少なくとも、上記基体の厚み方向内側に上記内側検知部が存在する領域に一部が形成された外側検知部を有し、前記内側検知部の後端は、前記外側検知部の後端よりも後端側まで形成されてなり、前記ガスセンサ素子の先端と前記内側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ１、前記ガスセンサ素子の先端と前記外側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ２としたとき、１．１≦Ｔ１／Ｔ２であり、前記外側電極及び前記内側電極は、貴金属メッキ層にて形成されると共に、前記外側検知部の厚みは、前記内側検知部の厚みより厚いガスセンサである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
具体的には、上述のガスセンサでは、固体電解質からなる基体（例えば、ジルコニアを主成分とする固体電解質体）が所定の活性化温度に達するまでは、安定したセンサ出力を得ることができない。従って、固体電解質からなる基体の温度を早期に活性化温度にまで上昇させるために、ヒータ（発熱部）により基体を加熱するようにしている。特に、基体のうち径方向について発熱部と対向する部位（内表面として発熱対向領域を有する部位に相当する）は、基体の中でも最も加熱されやすい部位であるため、ヒータへの通電により、基体の中で最も早く活性化する部位といえる。このため、内側検知部を少なくとも発熱対向領域全体に形成し、且つ外側検知部の一部を内側検知部が存在する領域に形成することで、ヒータへの通電により、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。
また、内側検知部は、外側検知部よりもヒータに近い位置に形成されているだけでなく、発熱対向領域全体に形成されていたり、内側検知部にヒータが接触したりすることで、より一層加熱されやすくなり、外側検知部よりも早期に劣化することがある。そこで、内側検知部を外側検知部よりも後端側まで形成することで、内側検知部の面積を増加させ、内側検知部の外側検知部よりも早期に劣化することを抑制することができる。
さらに、内側検知部の後端を外側検知部の後端よりも後端側まで形成されてなる構成とするにあたり、前記ガスセンサ素子の先端と前記内側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ１、前記ガスセンサ素子の先端と前記外側検知部の後端との前記軸線方向の長さＴ２としたとき、１．１≦Ｔ１／Ｔ２であることにより、内側検知部の面積をより増加させ、内側検知部の外側検知部よりも早期に劣化することをより抑制することができる。なお、長さＴ１と長さＴ２とが、１．１＞Ｔ１／Ｔ２＞１．０であれば、上記効果を得られないことがある。また、長さＴ１と長さＴ２との関係が３≦Ｔ１／Ｔ２であれば、内側検知部２１ｇの面積が大きくなりすぎて、貴金属の使用量がより増加してしまうため、Ｔ１／Ｔ２＜３とすることが好ましい。
さらに、上述のガスセンサでは、外側検知部の厚みが内側検知部の厚みよりも厚い。外側検知部は被測定ガスに直接晒されるため、被毒物質等による劣化が内側検知部よりも生じやすい。そこで、外側検知部の厚みを内側検知部の厚みよりも厚くすることで、外側検知部が内側検知部よりも早期に劣化することを抑制することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
請求項６のガスセンサでは、基体の厚みがｄ〜２ｄとなる領域では、固体電解質体の体積が小さくなるため、固体電解質からなる基体の温度を早期に活性化温度にまで上昇させることができる。このため、この領域に発熱対向領域を形成することで、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
請求項７のガスセンサでは、ガスセンサ素子の最高発熱温度の７０％以上の温度となる領域では、固体電解質からなる基体の温度を早期に活性化温度にまで上昇させることができる。このため、この領域に発熱対向領域を形成することで、速やかに、安定したセンサ出力を得ることができる。
【国際調査報告】
2011148598.tif 000036
2011148598.tif 000037
2011148598.tif 000038
2011148598.tif 000039
2011148598.tif 000040
2011148598.tif 000041